| Project/Area Number |
23KJ0096
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
島田 竜耶 東北大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2024-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | p53 / MDM2 / DNA損傷応答 |
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| Outline of Research at the Start |
MDM2による癌抑制因子p53の活性制御は、DNA損傷応答の適切な誘導に不可欠な仕組みであり、癌治療の重要な標的である。しかしながら、その厳密な調節機構の全容は未解明であり、MDM2-p53制御系を標的とした治療は未だに確立していない。本研究では、p53活性化に必要なMDM2の分解に着目し、その新たな調節因子の探索を行った。その結果、ユビキチン化酵素MKRN1がMDM2-p53制御系の新たな調節因子として機能し、DNA損傷応答を制御していることが判明した。本研究では、MKRN1によるMDM2-p53制御系の新規調節機構の全容を解明し、本機構を基盤とした新規癌治療戦略を提案することを目標とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
p53の活性化において最も重要な機構はMDM2-p53制御系である。DNAが損傷を受けると、代表的なp53抑制因子であるMDM2が分解されることで、p53の安定化と活性化が起こる。申請者は、これまで不明であったDNA損傷時にMDM2をプロテアソーム分解へと導くユビキチン化酵素の一つがMKRN1であることを明らかにしてきた。しかしながら、MKRN1がMDM2の分解を担う詳細なメカニズムは不明であった。そこでまず、大腸菌リコンビナントタンパク質を用いて in vitroでMKRN1とMDM2間の結合を評価した。その結果、 MKRN1とMDM2の両者が直接結合することが明らかとなった。また、同実験系を応用した解析を行うことで、MKRN1がMDM2と結合する際に必要な領域（アミノ酸配列）を決定することができた。一方、in vitroでユビキチン化修飾を評価したところ、MKRN1依存的なMDM2のユビキチン化に、MKRN1のユビキチン化酵素活性が必要であることが判明した。実際、MKRN1欠損細胞にMDM2との結合領域（アミノ酸配列）を欠損させたMKRN1変異体を再構築した細胞は、DNA損傷依存的なp53の活性化及びアポトーシスの誘導が抑制された。さらに、担癌モデルマウスを用いたin vivoの解析から、MKRN1を介したDNA損傷応答調節機構が、シスプラチンの抗腫瘍作用に寄与しており、癌細胞におけるMKRN1の発現量や酵素活性がシスプラチンの感受性を決定していることが示唆された。以上の結果から、MKRN1はDNA損傷時にMDM2に直接結合してユビキチン化修飾を入れることで、MDM2をプロテアソーム分解へと導くことp53依存的なDNA損傷応答を誘導していることが明らかとなった。本研究成果より、MDM2-p53制御系を直接標的とした画期的な治療戦略開発と実際の臨床応用が期待できる。
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